現場(chǎng)總線(xiàn)iCAN網(wǎng)絡(luò )在工程機械中的應用

2．解決方案

起重力矩限制系統的CAN-bus解決方案為：系統采用一塊PC104-CAN2I雙路CAN接口卡、一個(gè)iCAN-4017 模擬量輸入模塊以及一個(gè)iCAN-4050 數字量輸入輸出模塊。起重力矩限制系統結構示意圖如下圖 3 所示：

圖3

1）PC104-CAN2I 雙路CAN 接口卡作為CAN 網(wǎng)絡(luò )主控設備，實(shí)現對于數據采集模塊的管理。PC104-CAN2I 接口卡配備2 個(gè)通道CAN 接口， CAN 通道采用光電隔離措施，增強了系統在惡劣環(huán)境中使用的可靠性。電路板采用4 層板技術(shù)，SMT 工藝，抗干擾能力強，保障長(cháng)期運行的穩定可靠。

2）iCAN-4017 模擬量輸入模塊主要技術(shù)參數如下：

單電源供電，供電電壓：＋10V～+30V DC；

8 路模擬量輸入通道；

16 位分辨率ADC；

電壓輸入范圍：±10V （默認）、±5V、 ±2.5V、±1V、±500mV、±150mV；

電流輸入范圍：±20mA（需外接125Ω 精密電阻）。

采用iCAN-4017 模擬量輸入模塊的四路輸入通道用于采集系統中長(cháng)度傳感器、角度傳感器以及壓力傳感器的輸出數據。

3）iCAN-4050 數字量輸入輸出模塊主要技術(shù)參數如下：

單電源供電，供電電壓：＋10V～+30V DC；

8 路開(kāi)關(guān)量輸入通道；

8 路開(kāi)關(guān)量輸出通道；

開(kāi)關(guān)量輸入信號：高電平： +3.5 V～+30V，低電平：≤+1V ；

開(kāi)關(guān)量輸出信號：集電極開(kāi)漏輸出，最大負載電壓+30V，電流30mA。采用iCAN-4050 數字量輸入輸出模塊四路輸出通道用于提供數字量輸出信號。

3．系統說(shuō)明

起重力矩限制系統通過(guò)iCAN 模塊檢測各傳感器的信號，各模塊通過(guò)CAN 總線(xiàn)將傳感器數據傳送到控制主機進(jìn)行處理，系統工作狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示在人機界面上。該系統能夠警示危險工況，診斷并排除故障。在危險工況下，通過(guò)實(shí)時(shí)地控制輸出模塊，使系統處于安全狀態(tài)，防止事故的發(fā)生。

起重力矩限制系統軟件采用VC++開(kāi)發(fā)。系統軟件對傳感器數據進(jìn)行處理，實(shí)時(shí)獲取系統工作狀態(tài)，并以圖形化的界面顯示，在危險狀態(tài)下及時(shí)發(fā)出報警信息，并可以根據鍵盤(pán)指令進(jìn)行相應的控制。

在起重力矩限制系統中采用了iCAN-4017 模塊以及iCAN-4050 模塊各一個(gè)。在滿(mǎn)足系統需求的基礎之上，模擬量輸入、數字量輸入以及開(kāi)關(guān)量輸出均有剩余通道，可以方便未來(lái)產(chǎn)品功能的擴展。

該起重力矩限制系統的特點(diǎn)是：通過(guò)CAN-bus 總線(xiàn)實(shí)現對各傳感器信號的采集以及輸出裝置的控制，使得系統十分容易構建，布線(xiàn)安裝十分方便；同時(shí)系統抗干擾能力強、可靠性高、實(shí)時(shí)響應性好。而且通過(guò)CAN-bus 總線(xiàn)的應用，使該起重力矩限制系統的很容易作為一個(gè)子系統嵌入到起重機的控制系統中。

通過(guò)實(shí)際的運行測試表明，該系統運行穩定、可靠，維護接口方便，性能價(jià)格比較高。

五、結論

CAN-bus 總線(xiàn)的應用使工程機械控制系統功能具有良好的可擴展性，易于實(shí)現對各分系統得集中監測和管理。此外CAN-bus 總線(xiàn)的應用使用戶(hù)的使用、維護、故障診斷更加靈活和方便，例如起重機在出廠(chǎng)調試時(shí)，工廠(chǎng)計算機系統可以通過(guò)CAN-bus 總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)其控制系統，記錄保存調試數據，以作為在故障時(shí)維修的原始參考數據。

隨著(zhù)CAN-bus 總線(xiàn)在工程機械中的不斷應用，必將大大提高工程機械的可靠性、可檢測、可維修性以及智能化水平。依靠強大的專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)團隊、NXP 半導體的領(lǐng)先技術(shù)，我們始終執著(zhù)于工程機械行業(yè)中CAN-bus 總線(xiàn)的應用推廣，為客戶(hù)提供更多的優(yōu)質(zhì)的解決方案。